JP3721728B2 - Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium - Google Patents
Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP3721728B2 JP3721728B2 JP21331697A JP21331697A JP3721728B2 JP 3721728 B2 JP3721728 B2 JP 3721728B2 JP 21331697 A JP21331697 A JP 21331697A JP 21331697 A JP21331697 A JP 21331697A JP 3721728 B2 JP3721728 B2 JP 3721728B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display
- sheet
- shell
- display elements
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動現象を利用したシート状表示媒体、シート状表示装置、およびシート状表示媒体の製造方法に関し、特に、紙の代替特性の高いシート状表示媒体、シート状表示装置、およびシート状表示媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報処理機器の発展は、オフィスの業務の生産性を大きく向上させた一方、情報用紙の消費の大幅な増加も招いた。これは、地球環境保護の観点から好ましいものとは言えない。これに対して、紙のリサイクル、非木材紙、書き換え可能なシート状表示媒体の開発等が鋭意進められている。それぞれが用途に応じた目的を持つが、中でも書き換え可能なシート状表示媒体は、一度製造されてユーザまで届けば、以後は流通/再生といったプロセスを必要とすることなく、紙の代替、または新しいツールとしての価値をもたらすものとして期待されている。
【0003】
このような従来のシート状表示装置として、例えば、USP4,126,854号に示されるものがある。
図12(a) ,(b) は、そのシート状表示装置を示す。このシート状表示装置100は、図12(a) に示すように、2色粒子回転型のものであり、表示体110と、この表示体110を駆動する駆動装置120とから構成されている。表示体110は、複数の2色粒子111を2次元状に配置して支持する透明の支持体112を備えている。この支持体112は、図12(b) に示すように、各2色粒子111の周囲にキャビティ112aを形成し、キャビティ112aを透明の液体113で満たして2色粒子111を液体113中に浮遊させている。2色粒子111は、半球毎に黒色表示領域111aと白色表示領域111bが形成され、液体113中で表面が異なる電荷を有し、かつ、粒子111全体として一定の正味電荷を有するように構成されている。同図の場合は、黒色表示領域111aは正の電荷、白色表示領域113bは負の電荷をそれぞれ有し、正の正味電荷を有している。駆動装置120は、表示体110の表示側Aに配置された縦方向線状電極群121、およびこの電極群121を支持する第1の基板122と、表示体110の表示側Aと反対側Bに配置された横方向線状電極群123、およびこの電極群123を支持する第2の基板124と、両電極群121,123に画像信号に応じて電圧を印加する電源125を備えている。
【0004】
上記構成のシート状表示装置100において、電源125から画像信号に応じて両電極群121,123に電圧を印加し、外側から表示体110に電界を印加すると、2色粒子111はその双極子状の表面電荷分布から電界方向に対して安定な姿勢をとるように必要に応じて回転運動を起こす。この結果、表示側Aの画像観察者に対して画像信号に応じた半球を向けることができ、白および黒からなる画像を表示できる。さらに、2色粒子111は、粒子111全体として一定の正味電荷を有するため、回転運動と同時に並進運動を起こし、キャビティ112aの壁に付着する。一旦キャビティ112aの壁に付着すると、電界が除去されても2色粒子111は静電力やファンデルワールス力等の付着力によってキャビティ112aの壁に留まろうとし、これが無電源画像保持性を与えている。また、電界制御のみで画像の書き込みが可能なため、二次元駆動等によって高速な表示が可能となり、色素の添加によって高いコントラストが得易いという特長がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のシート状表示装置100によると、電界が除去された後、外部からハンドリング中の摩擦帯電等の静電的なノイズが入ると、その電界方向に2色粒子111が回転したり、機械的な振動や衝撃が加わると2色粒子111と液体113の比重差によってキャビティ112aの壁から2色粒子111が離れて、無電源画像保持性が損なわれる場合があった。例えば、2色粒子111の比重は1.1〜1.3であり、その周囲の液体113に用いられるイソパラフィン系炭化水素やシリコーンオイルの比重は0.8〜1.0であり、両者には0.25前後の比重差がある。
【0006】
従って、本発明の目的は、高画質で高速応答性を有し、静電的ノイズや機械的振動に対しても十分に安定な無電源画像保持性を備え、紙の代替特性の高いシート状表示媒体、シート状表示装置、およびシート状表示媒体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、表示された画像を保持するシート状表示媒体において、表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子と、複数のキャビティを有し、前記複数の表示素子を前記複数のキャビティ内に充填した透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浮遊させて二次元状に配列した透明のシート状支持体を備え、前記複数の表示素子は、中空部を有する殻と、前記中空部に封入され、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体とを備えたことを特徴とするシート状表示媒体を提供する。
【0008】
また、本発明は、上記目的を達成するため、画像を表示して保持するシート状表示装置において、表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子と、複数のキャビティを有するとともに、一方の面に画像表示面を有し、前記複数の表示素子を前記複数のキャビティ内に充填した透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浮遊させて二次元状に配列した透明のシート状支持体と、前記複数の表示素子に画像信号に応じた方向の電界を印加して前記複数の表示領域の1つを前記画像表示面に向ける電界印加手段を備え、前記複数の表示素子は、中空部を有する殻と、前記中空部に封入され、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体とを備えたことを特徴とするシート状表示装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記目的を達成するため、表示された画像を保持するシート状表示媒体の製造方法において、表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子を作製し、前記複数の表示素子を透明のシート状ゴム部材の内部に二次元状に配列して支持し、前記シート状ゴム部材を透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浸漬して前記シート状ゴム部材を膨潤させ、これによって前記複数の表示素子を前記透光性液体中に浮遊させて支持し、前記複数の表示素子の作製は、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体をシェルで被覆して構成することを特徴とするシート状表示媒体の製造方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1(a) は、本発明の第1の実施の形態に係るシート状表示装置の装着状態を示し、同図(b) は、その分離状態を示す。このシート状表示装置1は、シート状表示媒体2と、シート状表示媒体2を駆動する駆動装置3とから構成され、シート状表示媒体2は、駆動装置3に対し同図矢印X方向へ挿入および引出し可能になっている。
【0011】
シート状表示媒体2は、複数の表示素子20を二次元状に配列して支持する透明の支持体21と、支持体21の表面を覆う透明の保護層23とから構成されている。支持体21は、各表示素子20の周囲にキャビティ21aを形成し、キャビティ21aを透明の液体24で満たして表示素子20を液体24中に浮遊させている。
【0012】
支持体21には、例えば、シリコーンゴム等の透明エラストマーを用いることができる。保護層23には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の透明のプラスチックフィルムを用いることができる。
【0013】
駆動装置3は、透明のプラスチック等からなるケース30を有している。このケース30は、シート状表示媒体2が装着される装着口30aと、シート状表示媒体2を位置決めする当接部30bとを備えている。装着口30aの表示側Aの内面には、透明の縦方向線状電極群31を配置し、装着口30aの非表示側Bの内面には、横方向線状電極群32を配置している。また、駆動装置3は、ケース30内にシート状表示媒体2を駆動する駆動回路33を備えている。
【0014】
縦方向線状電極群31は、透明の絶縁領域31aを介してインジウム錫酸化物(ITO)等の透明導電膜からなる複数の縦方向線状電極31bをストライプ状に形成したものである。横方向線状電極群32は、絶縁領域を介して複数の縦方向線状電極31bと直交する方向に複数の横方向線状電極をストライプ状に形成したものである。縦方向線状電極群31および横方向線状電極群32は、同一基板あるいは別基板上に設けられた薄膜トランジスタ等のスイッチング素子によって駆動されるようになっている。
【0015】
駆動回路33は、信号入力端子33aをケース30から導出し、この信号入力端子33aに入力される画像信号Sに応じて両電極群31,32に直流電圧を印加することで表示素子20に電界を印加するようになっている。
【0016】
図2は、表示素子20を示す。表示素子20は、中空球状のシェル200を有し、シェル200内に表示素子20が液体24と略同一の比重となるように制御された液体202(例えば液体24と同一のもの)を封入したもので、2色を表示するように構成されている。また、シェル200は、外面が半球毎に異なる色、例えば、黒色(K)と白色(W)に塗り分けられたK表示領域200KおよびW表示領域200Wを備え、液体24中で表面が相対的に正負に帯電し、かつ、表示素子20全体として一定の正味電荷を有するように構成されている。ここでは、K表示領域200Kが正の電荷、W表示領域200Wが負の電荷を有し、表示素子20全体として正の正味電荷を有するものとする。なお、本実施の形態では、1つの表示素子20で1画素を構成しているが、複数の表示素子20で1画素を構成してもよい。これにより、駆動装置3(線状電極群31,32)に対する表示媒体2の位置精度を低くすることが可能になり、また、多階調表示が容易となる。
【0017】
次に、第1の実施の形態に係るシート状表示媒体2の一製造方法を説明する。まず、表示素子20を一般的なマイクロカプセル製造法によって作製する。すなわち、液体202として例えばシリコーンオイルをポリエチレンのシェル200で被覆した直径約100ミクロンのマイクロカプセル粒子を作製し、シェル200表面を半球毎に白色塗料と黒色塗料でコーティングして複数の表示素子20を作製する。なお、シェル200が透明物質で、マイクロカプセル粒子内のシリコーンオイルが黒色の場合には、シェル200の表面の半球のみを白色塗料でコーティングして表示素子20を作製してもよい。この場合は、例えば、マイクロカプセル粒子を平面上に並べて軽く固定し、スプレーあるいは蒸着によってシェル200の表面の半球のみを白色塗料で容易にコーティングすることができる。
【0018】
次に、これら半球毎に色分けされた複数の表示素子20を用いてシート状表示媒体2を作製するプロセスについて述べる。半球毎に色分けされた複数の表示素子20と硬化前のシリコーンゴムとを混合し、これを脱泡した後、表示素子20の1〜3層分の厚さにコーティングする。シリコーンゴムが硬化した後、これをイソパラフィン系炭化水素やシリコーンオイルに浸漬する。するとシリコーンゴムが膨潤し、膨潤しない各表示素子20の周囲には液体24で満たされたキャビティ21aが形成される。これで表示媒体2の基本機能はほぼ作られたことになるが、紙の代替として使うために、このシートを例えばポリエチレンテレフタレートフィルムの保護層23でラミネートする。
【0019】
以上でシート状表示媒体2が完成する。なお、表示素子20の表面は、コーティングされた半球とされていない半球、あるいは半球毎に異なった塗料でコーティングされることにより、自動的に液体24中での界面電位に半球毎の差が現れ、例えば、黒半球表面が相対的に正、白半球表面が相対的に負といった電荷を持ち、これが回転の駆動力となる。
【0020】
次に、第1の実施の形態に係るシート状表示装置1の動作を説明する。
(1) 1つの表示素子20の表示動作
図3(a) は、白表示動作を示す。縦方向線状電極群31および横方向線状電極群32に表示側Aから非表示側Bに向かう電界を印加すると、表示素子20は、その双極子状の表面電荷分布から電界方向に対して安定な姿勢をとるように必要に応じて回転運動を起こす。この結果、表示側Aの画像観察者に対して画像信号に応じた半球を向け、白からなる画像を表示する。さらに、表示素子20は、表示素子20全体として一定の正味電荷を有するため、回転運動と同時に並進運動を起こし、キャビティ21aの壁に付着する。図3(a) の場合は、表示素子20はキャビティ21aの非表示側Bの壁に付着する。この状態で電界を除去すると、表示素子20は静電力やファンデルワールス力等の付着力によってキャビティ21aの壁に付着し、さらに、表示素子20は周囲の液体24の比重と略同一となっているので、安定して白表示状態を保持することができる。
【0021】
図3(b) は、黒表示状態を示す。縦方向線状電極群31および横方向線状電極群32に白表示とは逆の電界を印加すると、図3(b) に示すように、表示素子20はキャビティ21aの表示側Aの壁に付いて停止する。この状態で電界を除去しても白表示状態で説明したように、安定して黒表示状態を保持することができる。
【0022】
(2) シート状表示媒体2全体の表示動作
まず、駆動装置3に新しい、または不要になった画像が表示されたシート状表示媒体2を装着し、図1(a) に示される状態にセッティングする。駆動装置3の駆動回路33は、信号入力端子33aから画像信号Sが入力されると、画像信号Sに応じて縦方向線状電極群31および横方向線状電極群32に電圧を印加する。例えば、縦方向線状電極群31に画像信号Sを供給し、横方向線状電極群32にライン選択信号を所望のタイミングで供給することによって2次元的に画像を表示することができる。
【0023】
表示媒体2の各表示素子20は、印加される電界の方向により図3(a) ,(b) ,に示されるいずれかの状態を取りながら、表示側Aに画像を表示する。この表示媒体2を駆動装置3から分離すれば、紙の代替のように取り扱うことができる。そしてその画像が不要になれば再度駆動装置3に組み込むことによって繰り返し使用することが可能である。
【0024】
上述した第1の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ) 表示素子20の比重を周囲の液体24と略同一としているので、慣性運動によって表示素子20と周囲の液体24の位置が入れ替わり難くなり、静電的ノイズや機械的振動に対しても十分に安定な無電源画像保持性を備えることができる。この結果、画像情報が記録された表示媒体2を駆動装置3から分離してもその安定な無電源画像保持性により、従来、ハンドリング中に時として画像の劣化が起こった問題が全く発生しなくなり、画像の堅牢性が大きく向上し、長期に亘って紙のように取り扱うことができ、また、繰り返し使用も可能になる。
(ロ) 電極の組合せを縦方向線状電極群31と横方向線状電極群32との組合せとしているので、マトリクス状の二次元駆動を行うことができ、電気的制御だけで表示媒体2に高速で画像を書き込むことが可能になる。従って、優れた高速応答性を備えることができる。
(ハ) 表示素子20の表面の色を適宜選択することで、鮮明な表示を行えるので、品質の高い画像を得ることができる。
(ニ) 表示媒体2を駆動装置3に装着した状態で画像表示側Aから画像書き換え中にも画像を見ることができ、高速で画像が次々に書き換わる動画も見ることができるので、ディスプレイとしても使用することができる。
【0025】
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るシート状表示装置を示す。この第2の実施の形態は、第1の実施の形態において、表示素子20を円柱状とし、支持体21によって複数の表示素子20を単層状態で二次元状に配列して支持し、装着口30aの内面に、対向するようにマトリクス状の透明の個別電極群34,34を配置し、1つの画素をn×m個(例えば、5×5)の表示素子20から構成したものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。
【0026】
個別電極群34は、透明の絶縁領域34aを介してインジウム錫酸化物(ITO)等の透明導電膜からなる複数の個別電極34bがマトリックス状に形成され、同一基板あるいは別基板上に設けられた薄膜トランジスタ等のスイッチング素子によって駆動されるようになっている。
【0027】
図5は、表示素子20を示す。表示素子20は、中空円柱状のシェル200を有し、シェル200内に表示素子20の比重が周囲の液体24と略同一となるように制御された液体202(例えば液体24と同一のもの)を封入したもので、4色を表示するように構成されている。シェル200は、その周面に、周方向に等分に異なる色で塗り分けられた複数の表示領域、例えば、イエロー(Y)が塗られたY表示領域200Y、マゼンタ(M)が塗られたM表示領域200M、シアン(C)が塗られたC表示領域200C、およびブラック(K)が塗られたK表示領域200Kを備え、液体24中で表面が相対的に正負に帯電し、かつ、表示素子20全体として一定の正味電荷を有するように構成されている。ここでは、上半円部の表面、すなわち、Y表示領域200Y、M表示領域200Mの上半分、およびC表示領域200Cの上半分が正の電荷を有し、下半円部の表面、すなわち、K表示領域200K、M表示領域200Mの下半分、およびC表示領域200Cの下半分が負の電荷を有し、表示素子20全体として正の正味電荷を有するものとする。
【0028】
図6は、表示素子20と個別電極群34との位置関係を示す図であり、同図(a) は表示媒体2の厚み方向から見た図、同図(b) は表示側Aから見た図である。個別電極群34は、表示媒体2に接触するように配置される。1つの画素4は、n×m個(例えば、5×5)の表示素子20から構成される。また、1つの画素4は、上下各2つの計4つの個別電極34bによって駆動される。また、1つの画素4を駆動する4つの個別電極34bに印加する直流電圧の+,−の組合せにより、上向き、右向き、左向き、下向きの4つの向きの電界を画素4を構成するn×m個の表示素子20に一律に印加する。1つの画素4を複数(例えば25個程度)の表示素子20で構成することにより、駆動装置3に対する表示媒体2の位置精度を低くすることが可能になり、表示媒体2の着脱が容易となる。
【0029】
次に、第2の実施の形態に係るシート状表示媒体2の一製造方法を説明する。まず、表示素子20を一般的なマイクロカプセル製造法によって作製する。すなわち、液体202をポリエステルのシェル200で被覆した円柱状のマイクロカプセル粒子を作製し、シェル200表面を90°毎にY,M,C,Kの各色の塗料でコーティングして複数の表示素子20を作製する。一方、テフロンコーティングされて水平に置かれた金属基板上に支持体21の下層側を構成するシリコーンゴムをシート状に薄く塗布し、硬化させておく。
【0030】
次に、硬化したシリコーンゴムの上面に必要数の表示素子20を円柱軸を水平にして置き、対向する電極との間で垂直方向の電界を印加するとともに、適度な機械的振動と勾配を与える。表示素子20は、硬化したシート状のシリコーンゴム面上で円筒が寝た形で円柱軸が一方向に揃い、かつ、単層で密な状態に配列する。
【0031】
表示素子20を配列したシート状のシリコーンゴムの上に支持体21の上層側を構成する硬化前のシリコーンゴムを塗布する。塗布したシリコーンゴムを脱泡した後、常温あるいは加熱状態で硬化させる。硬化終了後、その硬化したシートを金属基板から剥がす。
【0032】
シリコーンゴムの薄膜を制御しながら、以上のプロセスを行うことによって、透明のシリコーンゴムからなる支持体21の厚さ方向のほぼ中央位置に円柱状の表示素子20が不規則的に単層で配列されたシートが作製される。この段階では、表示素子20の周囲にキャビティ21aはまだ形成されていない。
【0033】
そのシートをイソパラフィン系炭化水素やシリコーオイル等の液体に浸漬する。支持体21のシリコーンゴムが膨潤してイソパラフィン系炭化水素やシリコーオイル等の液体24で満たされたキャビティ21aが形成される。これは、シリコーンゴムは、有機溶媒に浸されると、膨潤する性質があるため、これを利用してキャビティ21aおよび液体24を形成したものである。
【0034】
後は、第1の実施の形態と同様に、支持体21の表面を例えばポリエチレンテレフタレートフィルムの保護層23でラミネートする。このようにしてシート状表示媒体2が完成する。
【0035】
次に、第2の実施の形態に係るシート状表示装置1の動作を説明する。
(1) 1つの表示素子20の表示動作
図7は、1つの表示素子20の表示動作を説明するための模式図であり、同図(a) はY表示状態、同図(b) はM表示状態、同図(c) はC表示状態、同図(d) はK表示状態を示す。上向きの電界を印加すると、同図(a) に示すように、正の電荷を持つ半円部が上側に位置し、Y表示領域200Yが上向きとなって、表示素子20が上方向へ泳動し、Y表示状態となる。右向きの電界を印加すると、同図(b) に示すように、正の電荷を持つ半円部が右側に位置し、M表示領域200Mが上向きとなって、表示素子20は右方向へ泳動し、M表示状態となる。左向きの電界を印加すると、同図(c) に示すように、正の電荷を持つ半円部が左側に位置し、C表示領域200Cが上向きとなって、表示素子20は左方向へ泳動し、C表示状態となる。下向きの電界を印加すると、同図(d) に示すように、正の電荷を持つ半円部が下側に位置し、K表示領域200Kが上向きとなって、表示素子20は下方向へ泳動し、K表示状態となる。表示素子20が向きを変えてキャビティ21a内面に一旦付着すると、電界が除去されても、表示素子20の周面21Aとキャビティ21a内面との間に作用する静電力やファンデルワールス力等の付着力によりその付着状態、すなわち表示状態が保持される。また、静電ノイズや機械的振動等によって静電力等の付着力が失われた場合でも、表示素子20の比重を周囲の液体24と略同一としているので、安定して画像表示状態を保持することができる。
【0036】
(2) シート状表示媒体2全体の表示動作
図8は、表示媒体2の表示動作を示す図である。図8に示すように、入力された画像信号Sに応じて個別電極群34に直流電圧を印加すると、1つの画素4を構成するn×m個(5×5)の表示素子20は、同じ方向の電界が印加され、同一の表示領域200K,200Y,200M,200Cが上向きとなって、表示側Aに同一の色を表示する。図8に示すように、下向きの電界が印加された画素4Aは、K表示状態となり、上向きの電界が印加された画素4Bは、Y表示状態となり、右向きの電界が印加された画素4Cは、M表示状態となり、左向きの電界が印加された画素4Dは、C表示状態となる。
【0037】
上述した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に安定した無電画像保持性および優れた高速応答性を備えることができる。
また、周面が4色で塗り分けられた表示素子20を用いているので4色の表示を行うことができる。また、各色の表示面積率を変化させることにより、中間調の混色を容易に表示することができる。従って、優れたカラー化および多色化対応性を備えることができる。
また、表示素子20の周面の色を適宜選択することで、鮮明な多色表示を行え、品質の高い画像を得ることができる。
【0038】
次に、本発明の第3の実施の形態に係るシート状表示装置を説明する。図9は、第3の実施の形態に係る表示素子20を示す。この表示素子20は、第2の実施の形態において、3色を表示するように構成したものである。すなわち、シェル200は、その周面に、周方向に等分に異なる色で塗り分けられた複数の表示領域、例えば、イエロー(Y)が塗られたY表示領域200Y、マゼンタ(M)が塗られたM表示領域200M、およびシアン(C)が塗られたC表示領域200Cを備え、液体24中で表面が相対的に正負に帯電し、かつ、表示素子20全体として一定の正味電荷を有するように構成されている。ここでは、上半円部の表面、すなわち、Y表示領域200Yを中心とする上半分が正の電荷を有し、下半円部の表面、すなわち、M表示領域200MおよびC表示領域200Cからなる下半分が負の電荷を有し、表示素子20全体として正の正味電荷を有するものとする。
【0039】
図10(a) は、電界印加方向を説明するための図、同図(b) は表示素子20と個別電極群34との位置関係を示す図である。1の画素4は、1つの表示素子20から構成され、図10(a) に示すように、1つの表示素子20を正三角形の頂点に位置する3つの個別電極34bによって駆動される。すなわち、3つの個別電極34bのうち2つの個別電極34bを同電位にし、残りの1つの個別電極34bを他電位とすることによって、図10(a) の6つの電界の方向のうち画像信号に応じた方向の電界を選択し印加する。
従って、表示媒体2における表示素子20と個別電極34bの位置関係は、図10(b) に示す位置関係となり、左側の表示素子20は、(イ) で示す3つの個別電極34bで駆動し、中央の表示素子20は、(ロ) で示す3つの個別電極34bで駆動し、右側の表示素子20は、(ハ) で示す3つの個別電極34bで駆動する。
【0040】
例えば、図10(b) に示すように、右下向きの電界が印加された画素4Eは、正の電荷を持つ半円部が右下側に位置し、M表示領域200Mが上向きとなって、表示素子20が右下方向へ泳動し、M表示状態となる。また、上向きの電界が印加された画素4Fは、正の電荷を持つ半円部が上側に位置し、Y表示領域200Yが上向きとなって、表示素子20は上方向へ泳動し、Y表示状態となる。また、左下向きの電界が印加された画素4Gは、正の電荷を持つ半円部が左下側に位置し、C表示領域200Cが上向きとなって、表示素子20は左下方向へ泳動し、C表示状態となる。電界を除去した動作は、第1および第2の実施の形態で説明したように、安定して画像表示状態を保持することができる。
【0041】
上述のように構成された第3の実施の形態によれば、周面が3色で塗り分けられた表示素子20を用いているので3色の表示を行うことができ、第2の実施の形態と同様の効果を奏する。
【0042】
図11は、本発明の第4の実施の形態に係る表示素子を示す。この表示素子20は、中空球状のシェル200を有し、シェル200内に表示素子20が液体24と略同一の比重となるように制御された多孔質体203を配置したもので、2色を表示するように構成されている。また、シェル200は、外面が半球毎に異なる色、例えば、黒色(K)と白色(W)に塗り分けられたK表示領域200KおよびW表示領域200Wを備え、液体24中で表面が相対的に正負に帯電し、かつ、表示素子20全体として一定の正味電荷を有するように構成されている。
【0043】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されずに種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施の形態では、表示媒体2を駆動装置3にセットする際、表示媒体2を駆動装置3にスライドさせるようにしたが、表示媒体2を内側に縦方向線状電極と横方向線状電極が形成された一対の部材で挾み込むようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、電極の組合せとして縦方向線状電極と横方向線状電極の場合について説明したが、面状電極とマトリクス電極群との組合せとしてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示素子の表面の色を適宜選択することで、鮮明な表示を行えるので、品質の高い画像を得ることができる。
また、表示媒体に電界を印加する一対の電極に、縦方向線状電極群と横方向線状電極群との組合せ、面状電極とマトリクス状の個別電極群との組合せ、あるいはマトリクス状の個別電極群同士の組合せを用いることで、マトリクス状の二次元駆動を行うことができるので、シート状表示媒体に高速で画像を書き込むことが可能になり、優れた高速応答性を備えることができる。
また、表示素子の比重を周囲の透光性液体と略同一としているので、静電的ノイズや機械的振動に対しても十分に安定な無電源画像保持性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a) は本発明の第1の実施の形態に係るシート状表示装置の装着状態を示す断面図、(b) はその分離状態を示す断面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図3】第1の実施の形態に係るシート状表示装置の表示態様を示す図であり、(a) は白表示状態を示す断面図、(b) は黒表示状態を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るシート状表示装置の断面図である。
【図5】第2の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図6】第2の実施の形態における表示素子と個別電極群との位置関係を示す図であり、(a) は表示媒体の厚み方向から見た図、(b) は表示側から見た図である。
【図7】第2の実施の形態における1つの表示素子の表示動作を説明するための模式図であり、(a) はY表示状態、(b) はM表示状態、(c) はC表示状態、(d) はK表示状態を示す図である。
【図8】第2の実施の形態に係るシート表示媒体の表示動作を示す図である。
【図9】第3の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図10】 (a) ,(b) は第3の実施の形態を説明するための図であり、(a) は電界印加方向を説明するための図、(b) は表示素子と個別電極群との位置関係を示す図である。
【図11】第4の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図12】 (a) は従来のシート状表示装置を示す断面図、(b) はその要部断面図である。
【符号の説明】
1 シート状表示装置
2 シート状表示媒体
3 駆動装置
4 画素
20 表示素子
21 支持体
21a キャビティ
22 磁性層
23 保護層
24 液体
30 ケース
30a 装着口
30b 当接部
31 縦方向線状電極群
31a 絶縁領域
31b 縦方向線状電極
32 横方向線状電極群
33 駆動回路
34 個別電極群
34a 絶縁領域
34b 個別電極
200 シェル
200W 白色表示領域
200Y Y表示領域
200M M表示領域
200C C表示領域
200K K表示領域
201 磁性粒子
202 液体
203 多孔質体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet-like display medium, a sheet-like display device, and a method for manufacturing the sheet-like display medium using an electrophoretic phenomenon, and in particular, a sheet-like display medium, a sheet-like display device, and a sheet having high substitute characteristics of paper. The present invention relates to a method for manufacturing a state display medium.
[0002]
[Prior art]
The development of information processing equipment in recent years has greatly improved the productivity of office work, but has also led to a significant increase in consumption of information paper. This is not preferable from the viewpoint of protecting the global environment. On the other hand, paper recycling, non-wood paper, development of rewritable sheet-like display media, etc. have been eagerly advanced. Each of them has a purpose according to the application, but in particular, a rewritable sheet-shaped display medium is manufactured once and delivered to the user. It is expected to bring value as a tool.
[0003]
As such a conventional sheet-like display device, for example, there is one shown in USP 4,126,854.
12 (a) and 12 (b) show the sheet-like display device. As shown in FIG. 12A, the sheet-
[0004]
In the sheet-
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional sheet-
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is a sheet-like shape having high image quality, high-speed response, non-power-supply image retention that is sufficiently stable against electrostatic noise and mechanical vibration, and high substitute characteristics of paper. It is an object to provide a display medium, a sheet-like display device, and a method for manufacturing the sheet-like display medium.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a sheet-like display medium that holds a displayed image. The surface is relatively positively and negatively charged and has a positive or negative net charge as a whole. A plurality of display elements each having a plurality of display areas for displaying a plurality of colors;Have multiple cavities,The plurality of display elementsFilled into the plurality of cavitiesIn translucent liquidRotation according to the direction of electric field applied from outsideA transparent sheet-like support body that is suspended and arranged in a two-dimensional manner, and the plurality of display elements are enclosed in a hollow portion and a shell having a hollow portion,The display elementThere is provided a sheet-like display medium comprising a liquid controlled to have substantially the same specific gravity as the translucent liquid.
[0008]
In order to achieve the above object, the present invention provides a sheet-like display device that displays and holds an image, the surface is relatively positively and negatively charged, and has a positive or negative net charge as a whole, A plurality of display elements each having a plurality of display areas for displaying a plurality of colors on the surface; a plurality of cavities; and an image display surface on one side; A transparent sheet-like support that is rotated in accordance with the direction of an electric field applied from the outside in the light-transmitting liquid filled in the cavity and is floated so as to be capable of translational movement and arranged in a two-dimensional manner; An electric field applying means for applying an electric field in a direction according to an image signal to the display element to direct one of the plurality of display regions to the image display surface, the plurality of display elements including a shell having a hollow portion; Enclosed in the hollow part Is to provide a sheet-like display device, wherein the display element is a controlled liquid so as to have the light transmitting liquid is substantially the same specific gravity.
[0009]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a sheet-like display medium for holding a displayed image, wherein the surface is relatively positively and negatively charged and has a positive or negative net charge as a whole. A plurality of display elements having a plurality of display areas for displaying a plurality of colors on the surface, and arranging the plurality of display elements two-dimensionally inside a transparent sheet-like rubber member. And supporting the sheet-like rubber member in the translucent liquidRotation according to the direction of electric field applied from outsideThe sheet-like rubber member is immersed to swell, thereby supporting the plurality of display elements by suspending them in the light-transmitting liquid.The display elementProvided is a method for producing a sheet-like display medium, wherein a liquid controlled to have substantially the same specific gravity as that of the translucent liquid is covered with a shell.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1A shows a mounted state of the sheet-like display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a separated state thereof. The sheet-
[0011]
The sheet-
[0012]
For the
[0013]
The driving
[0014]
The vertical
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 shows the
[0017]
Next, a method for manufacturing the sheet-
[0018]
Next, a process for manufacturing the sheet-
[0019]
Thus, the sheet-
[0020]
Next, the operation of the
(1) Display operation of one
FIG. 3A shows a white display operation. When an electric field directed from the display side A to the non-display side B is applied to the vertical
[0021]
FIG. 3B shows a black display state. When an electric field opposite to the white display is applied to the vertical
[0022]
(2) Display operation of entire sheet-shaped
First, the sheet-
[0023]
Each
[0024]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) Since the specific gravity of the
(B) Since the electrode combination is a combination of the vertical
(C) Since a clear display can be performed by appropriately selecting the color of the surface of the
(D) Since the
[0025]
FIG. 4 shows a sheet-like display device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, in the first embodiment, the
[0026]
In the
[0027]
FIG. 5 shows the
[0028]
6A and 6B are diagrams showing the positional relationship between the
[0029]
Next, a method for manufacturing the sheet-
[0030]
Next, the required number of
[0031]
An uncured silicone rubber constituting the upper layer side of the
[0032]
By performing the above process while controlling the thin film of the silicone rubber, the
[0033]
The sheet is immersed in a liquid such as isoparaffinic hydrocarbon or silicon oil. The silicone rubber of the
[0034]
After that, as in the first embodiment, the surface of the
[0035]
Next, the operation of the
(1) Display operation of one
7A and 7B are schematic diagrams for explaining the display operation of one
[0036]
(2) Display operation of entire sheet-shaped
FIG. 8 is a diagram illustrating a display operation of the
[0037]
According to the second embodiment described above, it is possible to provide stable non-electric image retention and excellent high-speed response as in the first embodiment.
Further, since the
Further, by appropriately selecting the color of the peripheral surface of the
[0038]
Next, a sheet-like display device according to a third embodiment of the present invention will be described. Figure9These show the
[0039]
FIG. 10A is a diagram for explaining the electric field application direction, and FIG. 10B is a diagram showing the positional relationship between the
Accordingly, the positional relationship between the
[0040]
For example, as shown in FIG. 10B, in the
[0041]
According to the third embodiment configured as described above, since the
[0042]
FIG. 11 shows a display element according to the fourth embodiment of the present invention. This
[0043]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various embodiments are possible. For example, in the above-described embodiment, when the
Further, in the above-described embodiment, the case of a vertical linear electrode and a horizontal linear electrode is described as a combination of electrodes. However, a combination of a planar electrode and a matrix electrode group may be used.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a clear display can be performed by appropriately selecting the color of the surface of the display element, a high-quality image can be obtained.
Further, a pair of electrodes for applying an electric field to the display medium may be combined with a longitudinal linear electrode group and a lateral linear electrode group, a combination of a planar electrode and a matrix-like individual electrode group, or a matrix-like individual electrode group. By using a combination of electrode groups, matrix-like two-dimensional driving can be performed, so that an image can be written on a sheet-like display medium at high speed, and excellent high-speed response can be provided.
In addition, since the specific gravity of the display element is substantially the same as that of the surrounding translucent liquid, it is possible to provide a non-powered image holding property that is sufficiently stable against electrostatic noise and mechanical vibration.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view showing a mounted state of a sheet-like display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a separated state thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the display element according to the first embodiment.
3A and 3B are diagrams showing a display mode of the sheet-like display device according to the first embodiment, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view showing a white display state, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a black display state. .
FIG. 4 is a cross-sectional view of a sheet-like display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a display element according to a second embodiment.
6A and 6B are diagrams showing a positional relationship between the display element and the individual electrode group in the second embodiment, where FIG. 6A is a view seen from the thickness direction of the display medium, and FIG. 6B is a view seen from the display side. FIG.
7A and 7B are schematic diagrams for explaining a display operation of one display element in the second embodiment, where FIG. 7A is a Y display state, FIG. 7B is an M display state, and FIG. 7C is a C display. State (d) is a diagram showing a K display state.
FIG. 8 is a diagram illustrating a display operation of the sheet display medium according to the second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a display element according to a third embodiment.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a third embodiment, FIG. 10A is a diagram for explaining an electric field application direction, and FIG. 10B is a diagram showing display elements and individual electrodes; It is a figure which shows the positional relationship with a group.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a display element according to a fourth embodiment.
12A is a cross-sectional view showing a conventional sheet-like display device, and FIG. 12B is a cross-sectional view of an essential part thereof.
[Explanation of symbols]
1 Sheet display device
2 Sheet display media
3 Drive unit
4 pixels
20 display elements
21 Support
21a cavity
22 Magnetic layer
23 Protective layer
24 liquid
30 cases
30a wearing port
30b Contact part
31 Longitudinal linear electrode group
31a Insulation region
31b Longitudinal linear electrode
32 Horizontal linear electrode group
33 Drive circuit
34 Individual electrode group
34a Insulation region
34b Individual electrode
200 shell
200W white display area
200Y Y display area
200M M display area
200CC display area
200K K display area
201 magnetic particles
202 liquid
203 Porous material
Claims (13)
表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子と、
複数のキャビティを有し、前記複数の表示素子を前記複数のキャビティ内に充填した透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浮遊させて二次元状に配列した透明のシート状支持体を備え、
前記複数の表示素子は、中空部を有する殻と、前記中空部に封入され、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体とを備えたことを特徴とするシート状表示媒体。In a sheet-like display medium that holds a displayed image,
A plurality of display elements in which a surface is relatively positively and negatively charged, and has a positive or negative net charge as a whole, and a plurality of display regions for displaying a plurality of colors are formed on the surface;
It has a plurality of cavities, and the plurality of display elements are rotated in accordance with the direction of the electric field applied from the outside in the translucent liquid filled in the plurality of cavities, and at the same time are floated so as to be able to translate. It has a transparent sheet-like support arranged in a dimension,
The plurality of display elements include: a shell having a hollow portion; and a liquid that is sealed in the hollow portion and controlled so that the display element has substantially the same specific gravity as the translucent liquid. A sheet-like display medium.
表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子と、
複数のキャビティを有するとともに、一方の面に画像表示面を有し、前記複数の表示素子を前記複数のキャビティ内に充填した透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浮遊させて二次元状に配列した透明のシート状支持体と、
前記複数の表示素子に画像信号に応じた方向の電界を印加して前記複数の表示領域の1つを前記画像表示面に向ける電界印加手段を備え、
前記複数の表示素子は、中空部を有する殻と、前記中空部に封入され、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体とを備えたことを特徴とするシート状表示装置。In a sheet-like display device that displays and holds an image,
A plurality of display elements in which a surface is relatively positively and negatively charged, and has a positive or negative net charge as a whole, and a plurality of display regions for displaying a plurality of colors are formed on the surface;
It has a plurality of cavities and an image display surface on one surface, and rotates according to the direction of the electric field applied from the outside in the translucent liquid filled with the plurality of display elements in the plurality of cavities. A transparent sheet-like support that is floated so that it can move simultaneously with translation and arranged in a two-dimensional manner;
Electric field applying means for applying an electric field in a direction according to an image signal to the plurality of display elements and directing one of the plurality of display regions to the image display surface;
The plurality of display elements include: a shell having a hollow portion; and a liquid that is sealed in the hollow portion and controlled so that the display element has substantially the same specific gravity as the translucent liquid. A sheet-like display device.
表面が相対的に正負に帯電し、かつ、全体として正あるいは負の正味電荷を有し、前記表面に複数の色を表示する複数の表示領域が形成された複数の表示素子を作製し、
前記複数の表示素子を透明のシート状ゴム部材の内部に二次元状に配列して支持し、
前記シート状ゴム部材を透光性液体中に外部から付与される電界の向きに応じて回転運動すると同時に並進運動可能に浸漬して前記シート状ゴム部材を膨潤させ、これによって前記複数の表示素子を前記透光性液体中に浮遊させて支持し、
前記複数の表示素子の作製は、前記表示素子が前記透光性液体と略同一の比重を有するように制御された液体をシェルで被覆して構成することを特徴とするシート状表示媒体の製造方法。In a method for manufacturing a sheet-like display medium that holds a displayed image,
A surface is relatively positively and negatively charged, and has a positive or negative net charge as a whole, and produces a plurality of display elements in which a plurality of display areas for displaying a plurality of colors are formed on the surface.
The plurality of display elements are two-dimensionally arranged and supported inside a transparent sheet-like rubber member,
The sheet-like rubber member is rotated in accordance with the direction of the electric field applied from the outside in the translucent liquid, and at the same time is immersed so as to be capable of translational movement to swell the sheet-like rubber member, thereby the plurality of display elements. And suspended in the translucent liquid,
The production of the plurality of display elements is performed by manufacturing a sheet-shaped display medium in which a liquid controlled so that the display elements have substantially the same specific gravity as the translucent liquid is covered with a shell. Method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21331697A JP3721728B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21331697A JP3721728B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1152434A JPH1152434A (en) | 1999-02-26 |
JP3721728B2 true JP3721728B2 (en) | 2005-11-30 |
Family
ID=16637136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21331697A Expired - Fee Related JP3721728B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3721728B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4659169B2 (en) * | 2000-02-28 | 2011-03-30 | 学校法人東海大学 | Sphere rotation display device |
JP4967460B2 (en) * | 2006-06-01 | 2012-07-04 | 富士ゼロックス株式会社 | Image display medium |
KR101026025B1 (en) * | 2009-04-28 | 2011-03-30 | 삼성전기주식회사 | Display element and electronic paper |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP21331697A patent/JP3721728B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1152434A (en) | 1999-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6222513B1 (en) | Charge retention islands for electric paper and applications thereof | |
JP3566524B2 (en) | Electrophoretic display | |
US6700695B2 (en) | Microstructured segmented electrode film for electronic displays | |
US6456272B1 (en) | Field addressed displays using charge discharging in conjunction with charge retaining island structures | |
JPH11212500A (en) | Display element, display medium, and its production | |
CN102967980A (en) | Electro-optic displays, and materials and methods for production thereof | |
WO1999039234A1 (en) | Reflective particle display film and method of manufacture | |
US8217869B2 (en) | Flexible display system | |
JP2004233575A (en) | Method for manufacturing electrophoresis display device | |
JP2000056342A (en) | Electrophoretic display device and its driving method | |
JP2007240757A (en) | Image display medium and image display method | |
JP4508322B2 (en) | Display device | |
JP3721728B2 (en) | Sheet-shaped display medium, sheet-shaped display device, and method for manufacturing sheet-shaped display medium | |
JP2000275686A (en) | Sheet-like display medium, sheet-like display device and production of the sheet-like display medium | |
JP4035953B2 (en) | Image display medium and image display device | |
JP4416197B2 (en) | Electrophoretic display device | |
JP4338152B2 (en) | Display media | |
JP2004287188A (en) | Electrophoresis display device | |
JP2002174828A (en) | Electrophoretic display device and method for driving electrophoretic display device | |
JPH11219135A (en) | Electrophoresis display unit | |
JP2000194022A (en) | Display device | |
JP2002258330A (en) | Sheet type display device and method of manufacturing for the same | |
CN114265256B (en) | Manufacturing method of electronic paper display equipment | |
JP2000089260A (en) | Sheet shaped display medium, sheet shaped display device and manufacture of sheet shaped display medium | |
JP2000098935A (en) | Display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040107 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |